可衣着3D打印柔性设备：用体温发电

从健康监测、健身追踪器到虚拟现实耳机，可衣着电子产品已成为我们日常生活的一部分。美国华盛顿大学研究人员近日在《先进能源质料》杂志上宣布论文称，他们首创了一种柔性可衣着热电设备，能将体热转化为电能。该设备具有通常很难结合起来的特性：既柔软又可拉伸，既坚固且高效。

华盛顿大学机械工业助理教授穆罕默德·马拉库迪说：“如果我们将浪费在周围情况中的热能收集起来，这就是100%的收益。但要将这种能量用于自供电电子设备，需要更高的功率密度。利用3D打印制造出的可拉伸电子产品，能提高效率并使其无缝集成到可衣着设备中。”

△华盛顿大学研究人员开发出首个将体热转化为电能的柔性可衣着热电设备。图片来源：《先进能源质料》

研究人员制造出一种原型设备，纵然在30%的应变下进行了15000多次拉伸循环后，仍坚持完整功效，这对可衣着电子设备和柔性机械人很是理想。与以前的可拉伸热电发电机相比，该设备的功率密度提高了6.5倍。

为制造这种原型设备，研究人员3D打印了在每一层都具有工程化功效和结构特性的复合质料，填充质料含有液态金属合金，可提供高导电性和导热性。这些合金解决了以前设备的局限性，包括无法拉伸、低效热通报和庞大的制造工艺等。该团队还嵌入了空心微球，将热量引导至焦点层的半导体，并减轻了设备的重量。

研究人员体现，他们可将这种设备打印在可拉伸的纺织面料和曲面上，这标明未来的设备可以应用于打扮和其他物体。该研究的一个奇特方面是，它涵盖了从质料合成到器件制造和表征的整个规模，这让研究人员可自由地设计新质料并发挥创立力。

尊龙凯时